The antifungal plant defensin AhPDF1.1b is a beneficial factor involved in adaptive response to zinc overload when it is expressed in yeast cells

Antimicrobial peptides represent an expanding family of peptides involved in innate immunity of many living organisms. They show an amazing diversity in their sequence, structure, and mechanism of action. Among them, plant defensins are renowned for their antifungal activity but various side activities have also been described. Usually, a new biological role is reported along with the discovery of a new defensin and it is thus not clear if this multifunctionality exists at the family level or at the peptide level. We previously showed that the plant defensin AhPDF1.1b exhibits an unexpected role by conferring zinc tolerance to yeast and plant cells. In this paper, we further explored this activity using different yeast genetic backgrounds: especially the zrc1 mutant and an UPRE-GFP reporter yeast strain. We showed that AhPDF1.1b interferes with adaptive cell response in the endoplasmic reticulum to confer cellular zinc tolerance. We thus highlighted that, depending on its cellular localization, AhPDF1.1b exerts quite separate activities: when it is applied exogenously, it is a toxin against fungal and also root cells, but when it is expressed in yeast cells, it is a peptide that modulates the cellular adaptive response to zinc overload

Outside/inside roles of a multifunctional plant defensins

absen

Défensines végétales et hypertolérance cellulaire au zinc

Les plantes hyperaccumulatrices constituent d’excellents modèles pour étudier les bases moléculaires de l’homéostasie des métaux chez les végétaux. En effet, ces plantes expriment fortement de manière constitutive un grand nombre de gènes impliqués dans le transport, la chélation et la détoxification des métaux. Il a ainsi été montré que l’hyperaccumulation résulte de la surexpression de transporteurs conduisant à une surcharge du xylème en métaux. Par contre la tolérance semble être un phénomène plus complexe. Je me suis intéressée à la tolérance cellulaire au zinc en exprimant dans la levure une banque de cDNA de feuilles d’Arabidopsis halleri, espèce hypertolérante et hyperaccumulatrice de zinc, afin de rechercher des gènes capables de conférer une hypertolérance au zinc. J’ai mis en évidence que les défensines végétales avaient cette capacité lorsqu’elles sont exprimées dans la levure ou in planta. En produisant et en étudiant une défensine d’A. halleri fortement exprimée dans les feuilles, AhPDF1.1b, je me suis alors attachée à comprendre comment ces petites protéines antifongiques, riches en cystéines, interféraient avec l’homéostasie du zinc. Contrairement à l’idée communément admise, AhPDF1.1b n’est pas sécrétée lorsqu’elle est exprimée dans la levure ou dans des feuilles ; elle agit à partir de compartiments internes de la voie de sécrétion en modifiant les réponses adaptatives et le métabolisme des stérols. Les défensines de plante ont donc des rôles au sein de l’organisme qui les produit, ce qui jusqu’à présent n’a pas été étudié. Ces protéines antifongiques, qui sont des molécules fort prometteuses en tant que fongicides alternatifs pour remplacer les fongicides chimiques, sont encore largement méconnues. La compréhension de leur(s) mécanisme(s) d’action constitue donc un enjeu important

On the way to unravel zinc hyperaccumulation in plants: a mini review.

International audienceZinc (Zn) is an essential element for plants that can be accumulated to very high levels in shoots of some special plant species named hyperaccumulators. Various strategies have been used in recent years to unravel the molecular bases of such an unusual Zn transport and storage, especially in Brassicacea species. In these studies, several Zn transporters and chelators have been identified that exist both in sensitive and hyperaccumulating Brassicacea species allowing the construction of a general model for Zn homeostasis. However, some determinants involved in shoot Zn tolerance are still missing. We have previously shown that defensins confer Zn tolerance and have recently studied the sub-cellular localisation of a leaf A. halleri defensin. In this mini review, we explain why we propose that family 1 defensins could play a role in the protection of the endoplasmic reticulum functioning in leaves during a Zn overload

Procédé de production d’un composé de la voie de biosynthèse des stérols chez un organisme eucaryote

Procédé de production d’un composé de la voie de biosynthèse des stérols chez un organisme eucaryot

Purification of an apple polyphenoloxidase isoform resistant to SDS-proteinase K digestion

International audienc

The plant defensin AhPDF1.1 confers zinc tolerance from the endoplasmic reticulum.

The plant defensin AhPDF1.1 confers zinc tolerance from the endoplasmic reticulum.. 3rd International Symposium on Metallomic